磁芯获得最大Q值的绕制方法

文章摘要：在低频段，主要损耗是由线圈的直流电阻引起。主要考虑的问题是如何最大限度地利用绕组面积。除非电感非常大，以致自谐振频率出现在工作频率附近，分布电容的影响很少被考虑。在一个环形磁芯上绕最多匝数的最有效办法是将磁芯装在绕线机上并沿一个方向不停绕线，直到绕满为止，这种技术叫“360°绕法”。在中频段需要使用特殊绕制技术，以减小分布电容，以往返方式将一半匝数绕在磁芯的180°扇形区内，然后以同样的方式将余下匝数绕在磁芯的另一半扇形区内，这样可以减小分布电容，这种技术叫做“两段绕法”。如果绕一半的匝数后，从绕线机上取出磁芯，翻转后重新装上，然后再绕另一半，将两个线圈的始端连接在一起，末端作为接线端，这样分

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　　在低频段，主要损耗是由线圈的直流电阻引起。主要考虑的问题是如何最大限度地利用绕组面积。除非电感非常大，以致自谐振频率出现在工作频率附近，分布电容的影响很少被考虑。在一个环形磁芯上绕最多匝数的最有效办法是将磁芯装在绕线机上并沿一个方向不停绕线，直到绕满为止，这种技术叫“360°绕法”。

　　在中频段需要使用特殊绕制技术，以减小分布电容，以往返方式将一半匝数绕在磁芯的180°扇形区内，然后以同样的方式将余下匝数绕在磁芯的另一半扇形区内，这样可以减小分布电容，这种技术叫做“两段绕法”。如果绕一半的匝数后，从绕线机上取出磁芯，翻转后重新装上，然后再绕另一半，将两个线圈的始端连接在一起，末端作为接线端，这样分布电容更小，这种修正的两段绕组方式通常叫“反向两段绕法”。

　　若将磁芯分成四个90°的扇形区域，以往返方式在每个扇形内绕总匝数的四分之一，就得到四段绕组线圈。四段绕组的分布电容比两段绕组的小。鉴于两段绕法和JbU°绕法用表中的线径，四段绕组线圈必须减小一号，从而增加了铜耗。

　　当工作频率接近50kHz或更高时，分布电容因为自谐振和绕组绝缘介质损耗而成为限制Q值的一个严重因素。使分布电容减至最小的最佳绕制方法是“背到背前向绕法”。每次绕完30°扇形区，这时将总匝数的一半绕到磁芯的整个180°扇形内，然后将磁芯从绕线机上取下，翻转后再重新装上，再以同样方式绕完。将两个始端连接，而末端作为线圈的接线端。为了进一步减小分布电容，常常用绝缘层屏蔽隔离两个末端。绞合线和“背到背前向绕法”结合，可减小趋肤效应损耗。和四段绕组一样，线径比从表中查出的减小一号，若在绕完180°扇形区后，不从绕线机上取下磁芯翻转，而是继续绕完360°磁芯，便得到“直接前向型绕法”。虽然比“背到背前向绕法”差一些，但由于减小了绕制时间，故常常采用。

　　当线圈有一个抽头时，为了避免漏电感，希望磁耦合系数据接近于1。当磁导率为125或更高时，360°绕法的典型磁耦合系数约等于0.99。两段绕组的耦合系数约0.8。四段和前向绕法的耦合系数近似为0.3，这通常是难以接受的。在360°绕法和前向绕法之间折中可提高带抽头电感的耦合。即在整个磁芯上以直接前向方式绕抽头前的匝数，余下的匝数以同样方式均匀地绕在已绕好的绕组上。为了得到好的耦合，绕组抽头前的部分通常应该和剩下部分尽量靠近。然而这会增加分布电容，所以可能要折中考虑。高磁导率的磁芯可以增加耦合，但有时会引起过多的磁芯损耗。整个电感和抽头电感的比值越高，耦合系数就越小。如果可能，电感比值为10或更大的情况要尽量避免。